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SLS激光烧结在汽车设计及制造中应用

导读: 汽车外形及内饰件的设计、改型、装配试验,发动机、汽缸头等复杂外型的试制。作为设计验证和评估的手段,激光快速制造已经用于国内外汽车产业中。

  汽车外形及内饰件的设计、改型、装配试验,发动机、汽缸头等复杂外型的试制。作为设计验证和评估的手段,激光快速制造已经用于国内外汽车产业中, 例如美国克莱斯勒公司已制造车身模型,将其放在高速风洞中进行空气动力学试验分析,取得了令人满意的效果,大大节约了试验费用。

  汽车发动机进气管内腔形状是由十分复杂的自由曲面构成的,它对提高进气效率、燃烧过程有十分重要的影响。设计过程中,需要对不同的进气管方案做气道试验,传统的方法是用手工方法加工出由几十个截面来描述的气管木模或石膏模,再用砂模铸造进气管,加工中,木模工对图纸的理解和本身的技术水平常导致零件与设计意图的偏离,有时这种误差的影响是显著的。使用数控加工虽然能较好地反映出设计意图,但其准备时间长,特别是几何形状复杂时更是如此。

  在汽车模具制造中应用本激光分层制造技术,能烧结蜡、聚碳酸酯、尼龙、金属等各种材料。用该系统制造的钢铜合金注塑模具,可注塑5万件工件。也可以结合其他技术来制作钢质模具,实现金属模的快速制造。或者直接制造出复形精度较高的EDM电极,用于注塑模、锻模、压铸等钢制模具型腔的加工。一个中等大小、较为复杂的电极一般4~8h即可完成,复形精度完全满足工程要求。福特汽车公司用此技术制造汽车模具取得了满意的效果。上海交通大学也已通过RP与精密铸造结合的方法为汽车及汽车轮胎等行业生产进口替代模具计80余副。与传统机加工法相比,快速模具制造的制作成本及周期大大降低。我国每年需进口模具达几十亿美元,主要是复杂模具和精密模具,因此,激光快速分层制造技术在未来的汽车模具制造业中的应用前景十分广阔。

  在汽车灯具制造上的应用 汽车灯具大多数的形状是不规则的,曲面复杂,模具制造难度很大。通过快速成型技术,可以很快得到精确的产品试样,为模具设计CAD和CAM提供了有利的参考。同时,也可以通过快速成型技术,用熔模铸造的方法快速、高精度地制造出灯具模具。总之,国外的车身模具开发都可以在比较短的时间内完成。5年前,全球完成车身模具开发的时间大概需要24个月,3年前需要18个月,现在仅仅需要12个月。目前,日本的开发速度是最快的,只需8个月。中国这种开发速度要慢很多。2004年模具产值达530多亿元,比原来“十五”规划的2005年490亿元的目标多出40多亿元。其中汽车覆盖件模具的年均增幅还要高于行业总水平, 这几年年均增长率接近20%。

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